【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無人搬送車に関し、特に、簡易な構成で無人搬送車を自律走行させるシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、製品の多品種変量生産への移行や納期の短縮化に柔軟に対応できる生産システムが構築されており、工場では製造ラインや倉庫間における製品等の搬送に関しては大幅な自動化が進められている。それに伴い、敷設された走行レールやレールに代わる誘導方式により複数の台車により自動的に製品等を搬送するＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）と呼ばれる無人搬送車が広く導入されている。
【０００３】
この無人搬送車を自律走行させるための誘導方式は各種のものが開発されている。例えば、磁気誘導方式は、床面に磁気テープを貼付け、または永久磁石を埋設し、搬送車内の磁気センサで磁力を検出しながら自律走行する。また、光学誘導方式は、床面に反射テープを貼付け、搬送車内の光学センサにより反射光を検出しながら自律走行する。そして、電磁誘導方式は、床面に電線を埋設し、電線からの誘導磁界を台車内のピックアップコイルで検出しながら自律走行する。
【０００４】
さらに、レーザー誘導方式がある。これは工場内の壁に反射板を取り付け、搬送車からレーザーを発光し、複数の反射板からの反射光を検出して、搬送車自身の位置を検出するもので、コンピュータマップ上で目的地やルートを登録する。そのほかにはジャイロ誘導方式がある。これはジャイロセンサを用いて基準点からの搬送車自身の位置を検出するもので、コンピュータマップ上で目的地やルートを登録する。位置補正用の基準マーカーを設けることもある。
【０００５】
【特許文献】
特開平７−２０２２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、磁気誘導方式などの床面の走行コースに磁気テープ等を敷設してそのレール上を走る無人搬送車による搬送は、コースの設定や変更が容易でなく、また、走行コースを外れた際の修正が難しかった。また、レーザー誘導式やジャイロ誘導方式などの推測航法を採用した床面への敷設等の必要のない搬送車は、コンピュータマップによるコース設定が必要で、どこでも簡単につかえるものではなく、また、システムが高価であった。
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は、従来なかった新規な無人搬送車の誘導方式を採用することで、磁気誘導方式などの床面の走行ラインに磁気テープ等を敷設する必要がなく、レーザー誘導式やジャイロ誘導方式よりも安価な無人搬送車の自律走行システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため本発明に係る無人搬送車の自律走行システムは、無人搬送車の走行環境に点在して配置された複数の位置決め装置との相対位置を得る手段を有して、前記各位置決め装置に対する前記無人搬送車の相対位置を順に特定しながら前記各位置決め装置を所定の順に巡回することを要旨とするものである。
【０００９】
上記構成を有する無人搬送車の自律走行システムは、無人搬送車の走行環境に点在して配置された複数の位置決め装置との相対位置を得る手段を有して、各位置決め装置と無人搬送車の相対位置を順に特定しながら各位置決め装置を巡回するので、走行させたいコースに沿って位置決め装置を配置するだけで、無人搬送車の走行ラインを設定することができる。また、走行ラインの変更は、位置決め装置の配置を変えることで容易に行える。したがって、磁気誘導方式などの床面の走行ラインに磁気テープ等を敷設する必要がない無人搬送車の自律走行システムである。
【００１０】
さらに、本発明に係る無人搬送車の自律走行システムは、無人搬送車の走行環境に点在して配置された複数の位置決め装置のそれぞれには該無人搬送車と無線通信する手段と電波及び音波を発信する手段とが設けられると共に、前記無人搬送車には前記位置決め装置と無線通信する手段と前記位置決め装置から発信された電波及び音波を受信する手段とこれらの受信到達時間差から前記位置決め装置までの距離・方角を計算して前記無人搬送車の相対位置を求める手段とが設けられており、前記各位置決め装置のいずれか所望の位置決め装置へ電波及び音波の発信を行うように前記無人搬送車の無線通信手段により送信指示して当該位置決め装置との相対位置を求めて走行ラインを決定し、該走行ラインを走行して当該位置決め装置付近まで走行したら次の位置決め装置へ送信指示することを繰り返して、前記各位置決め装置と前記無人搬送車の相対位置を順に特定しながら前記各位置決め装置を所定の順に巡回することを要旨とするものである。
【００１１】
この無人搬送車の自律走行システムは、無人搬送車の走行環境に点在して配置された複数の位置決め装置との相対位置を得る手段として、各位置決め装置のそれぞれに無人搬送車と無線通信する手段と電波及び音波を発信する手段とを設けると共に、無人搬送車にはこれら位置決め装置と無線通信する手段と、位置決め装置から発信された電波及び音波を受信する手段と、これらの受信到達時間差から当該位置決め装置までの距離・方角を計算して前記無人搬送車の相対位置を求める手段とを設けるという簡易な構成を採用することで、無人搬送車の位置決め装置との相対位置を得ることができ、システムを安価にすることが可能である。
【００１２】
また、配置された各位置決め装置のいずれか所望の位置決め装置に対して電波及び音波の発信を行うように無人搬送車の無線通信手段により送信指示してその位置決め装置との相対位置を求めて走行ラインを決定し、その決定した走行ラインを走行してその位置決め装置付近まで走行したら次の位置決め装置へ送信指示することを繰り返して、各位置決め装置と無人搬送車の相対位置を順に特定しながら各位置決め装置を巡回するというものなので、走行させたいコースに沿って位置決め装置を配置するだけで、無人搬送車の走行ラインを設定することができ、その変更や修正も容易で、安価なシステムである。
【００１３】
この場合、前記位置決め装置が持ち運び可能である構成にすれば、位置決め装置の走行コースへの配置や、変更が容易であるばかりか、位置決め装置を持ち運ぶ人や他の車輌に追従させることができる。つまり、このときの走行ラインを記憶させておけば、位置決め装置がなくても一度ティーチングした走行ラインを自律走行させることも可能になり便利である。
【００１４】
さらに、前記無人搬送車が前記各位置決め装置からそれぞれ所定量離れた位置を仮想目的地として設定し、それら設定された複数の仮想目的地を所定の順に巡回するという構成にすれば、位置決め装置の形態を簡易にすることができる。そして、前記各仮想目的地を巡回するに際し、前記無人搬送車と干渉するおそれがある位置決め装置がある場合には、その位置決め装置についての当初設定した仮想目的地を干渉が回避される位置に設定変更するという構成にすれば、位置決め装置との干渉が回避されるので種々なる態様の走行ラインを設定することが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る無人搬送車の自律走行システムの一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る無人搬送車の自律走行システムの概略構成を示した図である。図１に示すように無人搬送車５は、配置された複数の位置決め装置１，２，３，４から所定距離離れた仮想目的地１ａ，２ａ，３ａ，４ａに沿って自律走行するように制御される。つまり、位置決め装置１，２，３，４は無人搬送車５の走行ライン１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂの決定のために用いられるものである。
【００１７】
この図に示される各位置決め装置１，２，３，４と無人搬送車５は、それぞれに設けられた無線通信機により送受信が可能になっている。無人搬送車５の走行手順は、先ず、位置決め装置１が無人搬送車５からの無線通信指示に応じて赤外線と超音波を発信する。無人搬送車５は位置決め装置１から発信された赤外線と超音波を受信して、それらの受信到達時間差から位置決め装置１及びその位置決め装置１から所定距離離れた仮想目的地１ａまでの距離と方角を算出し走行ライン１ｂを決定し、車輪を駆動制御してその仮想目的地１ａに向かって走行する。仮想目的地１ａに到達直前に、次の位置決め装置２に赤外線と超音波を発信するよう通信支持を出して仮想目的地２ａの座標とその仮想目的地２ａに向かう走行ライン２ｂを決定する・・ということを繰り返すことで、点在する複数の位置決め装置１，２，３，４に沿った自律走行が行われる。
【００１８】
この場合、位置決め装置は、図２に示されるように、持ち運んで工場等の床面に設置可能な形態を有しており、特定の周波数の音波を発信する音波発信機６と、赤外線ＬＥＤなどの赤外線を発信する赤外線発信機７を備えている。また、無人搬送車５との無線通信のための無線通信機８を備えており、これら音波発信機６、赤外線発信機７、無線通信機８は、内部の制御装置９により制御されるようになっている。そして、他の位置決め装置との区別するための識別情報（ＩＤ）を設定するロータリースイッチ１０も備えられており、このスイッチにより設定された識別情報は無人搬送車５との無線通信の際に用いられる。
【００１９】
無人搬送車５は、図３に示されるように、車輪１１，１２を有し、この車輪１１、１２はそれぞれ独立して回るように、別々のモータ１３，１４にて回転駆動されて走行することができる。カーブ走行は左右車輪１１，１２の回転数を変えることで可能になっている。各車輪軸には図示しない回転計が取り付けられ、それぞれの車輪の回転数、つまり走行距離が回転数により分かるようになっている。各車輪は走行の際には、車体内部に備えられる制御装置１５によりモータ１３，１４の回転数がコントロールされる。
【００２０】
この無人搬送車５には、前述の位置決め装置１との相対位置（座標）を特定するために、前方の左端に設置された特定の周波数の音波が入力すると信号を出力する音波受信機１６と、同じく右端に設置された特定の周波数の音波が入力すると音波受信機１７と、特定の電磁波この場合赤外線を受信して信号を出力する赤外線受信機１８と、位置決め装置との無線通信のための無線通信機１９を備えており、各受信機の出力信号は制御装置１５に入力されて位置情報のための計算に用いられる。
【００２１】
このような音波等の発信機，受信機および無線通信機を用いた無人搬送車５と位置決め装置１との相対位置と車体角度の特定方法について説明する。図４に示されるように、位置決め装置１から赤外線２０と音波２１が同時に発信されると、赤外線２０の受信から音波２１の受信までの時間を計測し、左右の音波受信機１６，１７と位置決め装置１との間の距離Ｌ１、Ｌ３を測定する。そこから計算により中心（赤外線受信機１８位置）から位置決め装置１までの距離Ｌ２と方角θを求めることによって無人搬送車５の位置決め装置１との相対位置が得られる。
【００２２】
尚、この無人搬送車５には、別途、車体方位角を求めるための地磁気検出器２２が備えられている。この地磁気検出器２２による検出信号と、前述の車輪の回転数、位置決め装置１との距離Ｌ２や角度θといった情報から、車体位置と向いている方角を推測する推測航法が採用されている。
【００２３】
さらに、無人搬送車５には、障害物検知センサーとして、三つのセンサー２３，２４，２５が車体前方部に備えられている。左右の障害物検知センサー２３，２４は指向性の狭い超音波センサー、中央の障害物検知センサー２５は指向性の狭い超音波センサーとなっており、発信から反射波の受信までの時間によって障害物までの距離を測定し、障害物回避のための走行停止や走行路の変更が制御装置１５により行われる。
【００２４】
次に無人搬送車５の自律走行の例について図１を用いて説明する。図示されるように、まず、走行前の無人搬送車５は、この場合４つの位置決め装置１，２，３，４に対して識別情報を送信するように無線通信により指示する。送信指示を受けた各位置決め装置１，２，３，４は自己の識別情報を無線通信機８により送信し、無人搬送車５はそれらを無線通信機１９で受信して各識別情報を取得する。取得した識別情報から、巡回する順を決定する。この場合例えば、図示されるように位置決め装置１，２，３，４の順に巡回すると決定する。
【００２５】
そして、最初に向かう位置決め装置１に無線通信により音波発信と電波発信を行うよう指示する。指示を受けた位置決め装置１の制御装置９により音波発信器６と赤外線発信機７から発信が行われて、無人搬送車５は音波受信機１６，１７と赤外線受信機１８にてこれらを受信する。
【００２６】
無人搬送車５は、これら受信した音波受信機１６，１７と赤外線受信機１８からの出力信号に基づいて、位置決め装置１から所定距離離れた仮想目的地１ａとの距離と車体角度を算出する。この場合仮想目的地としては、図示されるように例えば各位置決め装置１，２，３，４を結んだ線に対して右側に約９０度の角度で１メートル離れた地点というように予め設定されている。この仮想目的地は各位置決め装置のそれぞれにおいて個別に設定することも可能である。
【００２７】
無人搬送車５は、この設定した仮想目的地１ａの座標に向かって走行するための走行ライン１ｂを決定し、それに必要な走行パラメータ（操舵角、速度等）を設定して走行を開始する。走行中は位置決め装置１との無線通信は接続したままで、位置決め装置１への音波、電波の発信指示を適宜行って、刻々変化する仮想目的地１ａとの距離・車体角度を算出して走行制御される。この際に、車体方位角を求めるための地磁気検出器２２による検出信号や、車輪１１，１２の回転数等と参照して、位置決め装置１又は仮想目的地１ａとの距離や角度といった情報等の修正や補正等により無人搬送車５が走行ライン１ｂから逸脱しない制御される。また、障害物検知センサー２３，２４，２５も作動しており、走行ライン１ｂ上に障害物があった場合は、走行停止又は回避等の走行制御が行われる。
【００２８】
このように走行制御されながら仮想目的地１ａまでの距離が所定の、例えば１ｍ以内になったら、位置決め装置１との無線通信による接続を切断して、次に向かう位置決め装置２との無線通信を接続する。そして、前述と同様に次に向かう位置決め装置２に関連する仮想目的地２ａの座標を計算して、それに向けての走行ライン２ｂの決定と必要な走行パラメータを設定して、前述と同様の走行制御を行いながら走行する。これらの手順に繰り返して、最後の位置決め装置４の仮想目的地４ａに到達するとその走行制御を終了して停止する。
【００２９】
尚、無人搬送車に車輪の回転数や加速度、角速度を検出する機器を設けて、それら機器等の情報から自らの位置と向いている方角を推測して、その推測によって求められた方角と地磁気検出器の検出した方角に大きな差がある時には、ａ）所定時間だけ走行を続ける、ｂ）所定時間当たりの両者のずれ量に規則性があるときは推測による方角の値がずれている、ｃ）あるいは所定時間当たりの両者のずれ量に規則性がないときは地磁気の検出値が誤りであると判断する、ｄ）大きくずれた後、そのずれ量が変化ない場合は外力により瞬間的に車輌の向きが変化したと判断するなどの制御を走行中に行っても良い。この場合、無人搬送車を一旦停止または徐行させて、その間に地磁気検出器を３６０度以上回転させ、外乱を取り除いた値を検出し、前述の推測によって求めた方角と比較しても良い。
【００３０】
また、無人搬送車が例えば仮想目的地Ａに向かう途中で、障害物検知センサが障害物を検知した場合は、障害物を検知しなくなる地点から所定量離れた地点を新たな仮想目的地Ａ´として走行し、その仮想目的地Ａ´に到達したら障害物検知以前に向かっていた仮想目的地Ａに向かって走行させる制御を走行中に行っても良い。
【００３１】
次に、図５，６を用いて、無人搬送車５が仮想目的地に沿って巡回するに際し、位置決め装置との干渉を回避するための、仮想目的地の変更について説明する。
【００３２】
図５（ａ）に示されるように、例えば３つの位置決め装置１，２，３をほぼ直角になるように配置して、その位置決め装置１，２，３の順にその右側を内回りで巡回走行させる場合、２つめに巡回する位置決め装置２の仮想目的地２ａは、例えば各位置決め装置１，２，３を結んだ線に対して右側に例えば４５度の角度の方向に設定すると位置決め装置２との干渉が回避されるが、図５（ｂ）のように同じく直角に配置された位置決め装置１，２，３の順にその右側を外回りで巡回走行させる場合、２つめに巡回する位置決め装置２の仮想目的地２ａを図５（ａ）の場合と同じように位置決め装置１と結んだ線に対して右側４５度の角度の方向に設定すると位置決め装置２と干渉してしまう。この場合は、図示されるように、仮想目的地２ａより更に所定距離Ｂだけ進んで次の仮想目的地３ａに向かうように走行させることで位置決め装置２との干渉を回避することができる。このように、各位置決め装置の位置関係から干渉のおそれがある位置決め装置については、その仮想目的地から所定距離走行してから次の仮想目的地へ走行させると良い。
【００３３】
また、その他の変更方法については、図６に示されるように、２つめに巡回する位置決め装置２の仮想目的地２ａを位置決め装置１と結んだ線に対して例えば右側１３５度の角度の方向に設定変更すれば、位置決め装置２との干渉を回避することができる。このように、すべての仮想目的地の設定を固定してしまわないで、各位置決め装置の位置関係から干渉のおそれがある位置決め装置の仮想目的地角度や距離を設定変更することで干渉を回避しても良い。
【００３４】
以上説明したように無人搬送車５は、走行環境に点在して配置された複数の位置決め装置のうちのいずれかの位置決め装置との相対位置を順に得ながら順次走行ラインを決定して、仮想目的地を巡回する。従って、走行させたいコースに沿って位置決め装置を配置するだけで、無人搬送車５の走行コースを設定することができる。また、走行コースの修正や変更も、位置決め装置の配置変更で済むため簡便で、複雑な走行コースを設定する場合は位置決め装置の数を増加させるだけ済む。
【００３５】
また、無人搬送車の位置決め装置との相対位置を得る手段として、各位置決め装置のそれぞれに無人搬送車と無線通信する手段（無線通信機８）と電波及び音波を発信する手段（音波発信機６，赤外線発信機７）とを設けると共に、無人搬送車にはこれら位置決め装置と無線通信する手段（無線通信機１９）と、位置決め装置から発信された電波及び音波を受信する手段（音波受信機１６，１７、赤外線受信機１８）と、これらの受信到達時間差から当該位置決め装置までの距離・方角を計算して前記無人搬送車の相対位置を求める手段（無人搬送車５の制御装置１５）とを設けるという簡易な構成であるので、安価な無人搬送車の自律走行システムである。
【００３６】
さらに、この位置決め装置は持ち運び可能であるため、位置決め装置の走行コースへの配置や、変更が容易であるばかりか、位置決め装置を持ち運ぶ人や他の車輌に無人搬送車を追従させて走行させることが可能になる。したがって、走行コースを追従走行させたときの走行ラインを無人搬送車に記憶させておけば、位置決め装置がなくても一度ティーチングしたコースを自律走行させることもできるので、例えば走行コースの一部に複雑な経路がある場合に、この経路を記憶させたりすることで配置する位置決め装置の数の削減になる。
【００３７】
また、無人搬送車は特定の位置決め装置のみに電波、音波の発信の指示することで、複数の信号が混在しても位置決め装置の特定が可能であり、さらに、位置決め装置からその位置情報（座標）を送信する構成にすれば、無人搬送車の位置補正が容易となる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。無人搬送車の走行環境に点在して配置された複数の位置決め装置との相対位置を得る方法としては各種の方法があり、上記実施例のような音波、電波を用いたものには限定されない。また、上記実施例では仮想目的地を位置決め装置の右側に設定した場合について説明したが、左側に設定することもできることはもちろんのこと、各位置決め装置ごとに仮想目的地の設定（右か左か、角度や距離など）を変えることも可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係る無人搬送車の自律走行システムによれば、無人搬送車の走行環境に点在して配置された複数の位置決め装置との相対位置を得る手段を有して、各位置決め装置に対する無人搬送車の相対位置を順に特定しながら、各位置決め装置を巡回するというものなので、走行させたいコースに沿って位置決め装置を配置するだけで、無人搬送車の走行ラインを設定でき、その変更も容易である。したがって、磁気誘導方式などの床面の走行ラインに磁気テープ等を敷設する必要がなく、レーザー誘導式やジャイロ誘導方式よりも安価な無人搬送車の自律走行システムである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無人搬送車の自律走行システムの概略構成を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る位置決め装置の概略構成を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る無人搬送車の概略構成を示した図である。
【図４】位置決め装置に対する無人搬送車の相対位置を算出する方法を示した図である。
【図５】無人搬送車が仮想目的地に沿って巡回するに際し、位置決め装置との干渉を回避するための走行ラインの変更について説明した図である。
【図６】無人搬送車が仮想目的地に沿って巡回するに際し、位置決め装置との干渉を回避するための仮想目的地の変更について説明した図である。
【符号の説明】
１，２，３，４ 位置決め装置
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ 仮想目的地
１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂ 走行ライン
５ 無人搬送車
６ 音波発信機
７ 赤外線受信機
８ 無線通信機
９ 制御装置
１０ ロータリースイッチ
１１，１２ 車輪
１３，１４ モータ
１５ 制御装置
１６ 音波受信機
１７ 音波受信機
１８ 赤外線受信機
１９ 無線通信機
２０ 赤外線
２１ 音波
２２ 地磁気検出器
２３，２４，２５ 障害物検知センサー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic guided vehicle, and more particularly to a system for autonomously driving an automatic guided vehicle with a simple configuration.
[0002]
[Prior art]
In recent years, production systems that can flexibly cope with the shift to multi-variety variable-volume production and shortened delivery times have been built, and the factory has been greatly automated in terms of transporting products between production lines and warehouses. Yes. Along with this, automatic guided vehicles (AGVs) that automatically convey products and the like by a plurality of carriages using a laid traveling rail and a guidance method that replaces the rails are widely introduced.
[0003]
Various types of guidance methods for autonomously driving the automatic guided vehicle have been developed. For example, in the magnetic induction method, a magnetic tape is attached to the floor surface, or a permanent magnet is embedded, and autonomously travels while detecting a magnetic force with a magnetic sensor in the transport vehicle. In the optical guidance method, a reflective tape is attached to the floor surface, and the vehicle autonomously travels while detecting reflected light by an optical sensor in the transport vehicle. In the electromagnetic induction system, an electric wire is embedded in the floor surface, and autonomously travels while detecting an induction magnetic field from the electric wire with a pickup coil in the carriage.
[0004]
Furthermore, there is a laser guidance method. This is because a reflector is attached to the wall in the factory, a laser is emitted from the transport vehicle, and the reflected light from multiple reflectors is detected to detect the position of the transport vehicle itself. And register routes. In addition, there is a gyro induction method. This detects the position of the transport vehicle itself from a reference point using a gyro sensor, and registers a destination and a route on a computer map. A reference marker for position correction may be provided.
[0005]
[Patent Literature]
JP-A-7-20223 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is not easy to set or change the course of transport by automated guided vehicles that run on the rail by laying magnetic tape etc. on the floor traveling course such as magnetic induction method, and when the course is off It was difficult to fix. Also, transport vehicles that do not require laying on the floor using laser-guided or gyro-guided navigation methods require course setting using a computer map, and are not easy to use anywhere. Was expensive.
[0007]
The problem to be solved by the present invention is that a new automatic guided vehicle guiding method that has not been used so far does not require a magnetic tape or the like to be laid on the floor running line such as a magnetic guiding method. It is to provide an autonomous traveling system for an automated guided vehicle that is cheaper than the type and the gyro guidance method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the autonomous traveling system of the automatic guided vehicle according to the present invention includes means for obtaining relative positions with a plurality of positioning devices arranged in a scattered manner in the traveling environment of the automatic guided vehicle, The gist is to cycle the positioning devices in a predetermined order while sequentially specifying the relative positions of the automatic guided vehicles with respect to the positioning devices.
[0009]
An autonomous traveling system for an automated guided vehicle having the above-described configuration includes means for obtaining relative positions with a plurality of positioning devices that are arranged in a traveling environment of the automated guided vehicle, and each positioning device and the automated guided vehicle. Since each positioning device is circulated while sequentially specifying the relative positions, it is possible to set the traveling line of the automatic guided vehicle only by arranging the positioning device along the course to be traveled. Further, the travel line can be easily changed by changing the arrangement of the positioning device. Therefore, it is an autonomous traveling system for an automated guided vehicle that does not require a magnetic tape or the like to be laid on a traveling line on the floor surface such as a magnetic induction system.
[0010]
Furthermore, the autonomous traveling system of the automated guided vehicle according to the present invention includes a plurality of positioning devices disposed in a scattered environment of the automated guided vehicle, means for wirelessly communicating with the automated guided vehicle, radio waves, and acoustic waves. The automatic guided vehicle includes means for wirelessly communicating with the positioning device, means for receiving radio waves and sound waves transmitted from the positioning device, and a difference in arrival time between these receptions to the positioning device. Means for calculating a relative position of the automatic guided vehicle by calculating a distance and a direction of the automatic guided vehicle, and transmitting the radio wave and the acoustic wave to any one of the positioning devices. The wireless communication means instructs the transmission to determine the relative position with the positioning device, determines the travel line, and travels along the travel line to the vicinity of the positioning device. If it performs, it repeats sending instructions to the next positioning device, and the gist is to circulate each positioning device in a predetermined order while sequentially specifying the relative positions of each positioning device and the automatic guided vehicle. .
[0011]
The autonomous traveling system of the automatic guided vehicle wirelessly communicates with the automatic guided vehicle to each of the positioning devices as means for obtaining a relative position with a plurality of positioning devices arranged in a scattered environment in the automatic guided vehicle. Means and means for transmitting radio waves and sound waves, and the automatic guided vehicle has means for wirelessly communicating with these positioning devices, means for receiving radio waves and sound waves transmitted from the positioning devices, and a difference in arrival time between these receptions. By adopting a simple configuration that calculates the distance and direction to the positioning device and obtains the relative position of the automatic guided vehicle, the relative position of the automatic guided vehicle with the positioning device can be obtained. It is possible to make the system cheaper.
[0012]
In addition, transmission is instructed by the wireless communication means of the automatic guided vehicle so that radio waves and sound waves are transmitted to any desired positioning device from each of the positioned positioning devices, and the relative position with respect to the positioning device is obtained. Determine the line, repeat the transmission instruction to the next positioning device when traveling to the vicinity of the positioning device after traveling the determined traveling line, while specifying the relative position of each positioning device and the automatic guided vehicle in order Since the positioning device circulates, it is possible to set up the driving line of the automated guided vehicle by simply placing the positioning device along the course you want to run, and it is an inexpensive system that can be easily changed and modified. .
[0013]
In this case, if the positioning device is portable, the positioning device can be easily arranged and changed on the traveling course, and can follow the person carrying the positioning device and other vehicles. That is, if the travel line at this time is stored, it is possible to autonomously travel the travel line once taught without a positioning device.
[0014]
Furthermore, if the automatic guided vehicle sets a position that is a predetermined amount away from each positioning device as a virtual destination, and the plurality of set virtual destinations are circulated in a predetermined order, The form can be simplified. When there is a positioning device that may interfere with the automatic guided vehicle when visiting each virtual destination, the initially set virtual destination for the positioning device is set to a position where interference is avoided. If the configuration is changed, interference with the positioning device is avoided, so that it is possible to set various types of travel lines.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an autonomous traveling system for an automatic guided vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an autonomous traveling system for an automatic guided vehicle according to the present invention. As shown in FIG. 1, the automatic guided vehicle 5 is controlled so as to autonomously travel along virtual destinations 1a, 2a, 3a, and 4a that are a predetermined distance away from a plurality of positioning devices 1, 2, 3, and 4 that are arranged. Is done. That is, the positioning devices 1, 2, 3, and 4 are used for determining the travel lines 1b, 2b, 3b, and 4b of the automatic guided vehicle 5.
[0017]
Each positioning device 1, 2, 3, 4 and the automatic guided vehicle 5 shown in this figure can be transmitted and received by a wireless communication device provided in each. In the traveling procedure of the automatic guided vehicle 5, first, the positioning device 1 transmits infrared rays and ultrasonic waves in response to a wireless communication instruction from the automatic guided vehicle 5. The automatic guided vehicle 5 receives infrared rays and ultrasonic waves transmitted from the positioning device 1, and determines the distance and direction from the reception arrival time difference to the positioning device 1 and a virtual destination 1 a that is a predetermined distance away from the positioning device 1. The calculated travel line 1b is determined, the wheels are driven and controlled, and the vehicle travels toward the virtual destination 1a. Immediately before reaching the virtual destination 1a, communication support is issued so that infrared rays and ultrasonic waves are transmitted to the next positioning device 2, and the coordinates of the virtual destination 2a and the travel line 2b toward the virtual destination 2a are determined. By repeating this, autonomous traveling along a plurality of positioning devices 1, 2, 3, and 4 that are scattered is performed.
[0018]
In this case, as shown in FIG. 2, the positioning device has a form that can be carried and installed on the floor of a factory or the like, a sound wave transmitter 6 that emits a sound wave of a specific frequency, an infrared LED, or the like. An infrared transmitter 7 for transmitting the infrared rays is provided. Further, a wireless communication device 8 for wireless communication with the automatic guided vehicle 5 is provided, and the sound wave transmitter 6, the infrared transmitter 7, and the wireless communication device 8 are controlled by an internal control device 9. It has become. A rotary switch 10 for setting identification information (ID) for distinguishing from other positioning devices is also provided. The identification information set by this switch is used for wireless communication with the automatic guided vehicle 5. It is done.
[0019]
As shown in FIG. 3, the automatic guided vehicle 5 has wheels 11 and 12, and the wheels 11 and 12 are driven to rotate by separate motors 13 and 14 so as to rotate independently. be able to. Curve traveling is possible by changing the rotation speed of the left and right wheels 11 and 12. A tachometer (not shown) is attached to each wheel shaft so that the rotation speed of each wheel, that is, the travel distance can be known from the rotation speed. When each wheel travels, the number of rotations of the motors 13 and 14 is controlled by a control device 15 provided inside the vehicle body.
[0020]
In this automatic guided vehicle 5, in order to specify the relative position (coordinates) with the positioning device 1 described above, a sound wave receiver 16 that outputs a signal when a sound wave of a specific frequency installed at the front left end is input, Similarly, when a sound wave of a specific frequency installed at the right end is input, a sound wave receiver 17, a specific electromagnetic wave, in this case, an infrared receiver 18 that receives infrared rays and outputs a signal, and a positioning device for wireless communication A radio communication device 19 is provided, and an output signal of each receiver is input to the control device 15 and used for calculation for position information.
[0021]
A method for specifying the relative position and the vehicle body angle between the automatic guided vehicle 5 and the positioning device 1 using such a transmitter, receiver, and wireless communication device for sound waves will be described. As shown in FIG. 4, when the infrared ray 20 and the sound wave 21 are simultaneously transmitted from the positioning device 1, the time from the reception of the infrared ray 20 to the reception of the sound wave 21 is measured, and positioning with the left and right sound wave receivers 16 and 17 is performed. The distances L1 and L3 between the apparatus 1 are measured. Then, the relative position of the automatic guided vehicle 5 with respect to the positioning device 1 is obtained by calculating the distance L2 and the direction θ from the center (infrared receiver 18 position) to the positioning device 1 by calculation.
[0022]
The automatic guided vehicle 5 is separately provided with a geomagnetic detector 22 for obtaining a vehicle body azimuth angle. Dead-reckoning navigation is used to estimate the direction facing the vehicle body position from the detection signal from the geomagnetism detector 22 and information such as the rotational speed of the wheel, the distance L2 from the positioning device 1 and the angle θ.
[0023]
Furthermore, the automatic guided vehicle 5 is provided with three sensors 23, 24, and 25 at the front part of the vehicle body as obstacle detection sensors. The left and right obstacle detection sensors 23 and 24 are ultrasonic sensors with narrow directivity, and the central obstacle detection sensor 25 is an ultrasonic sensor with narrow directivity. Depending on the time from transmission to reception of reflected waves, the obstacles The control device 15 performs the travel stop and the travel path change for avoiding the obstacle.
[0024]
Next, an example of autonomous traveling of the automatic guided vehicle 5 will be described with reference to FIG. As shown in the figure, first, the automatic guided vehicle 5 before traveling instructs the four positioning devices 1, 2, 3, 4 by wireless communication so as to transmit identification information. Each positioning device 1, 2, 3, 4 receiving the transmission instruction transmits its own identification information by the wireless communication device 8, and the automatic guided vehicle 5 receives them by the wireless communication device 19 and acquires each identification information. . The order of circulation is determined from the acquired identification information. In this case, for example, as shown in the figure, it is determined that the positioning devices 1, 2, 3, and 4 are visited in order.
[0025]
Then, it instructs the first positioning device 1 to transmit sound waves and radio waves by wireless communication. The control device 9 of the positioning device 1 that has received the instruction transmits from the sound wave transmitter 6 and the infrared transmitter 7, and the automatic guided vehicle 5 receives these by the sound wave receivers 16, 17 and the infrared receiver 18. .
[0026]
The automatic guided vehicle 5 calculates a distance and a vehicle body angle from the virtual destination 1 a that is a predetermined distance away from the positioning device 1 based on the received output signals from the sound wave receivers 16 and 17 and the infrared receiver 18. In this case, as shown in the figure, the virtual destination is set in advance, for example, as a point 1 meter away from the line connecting the positioning devices 1, 2, 3, 4 to the right at an angle of about 90 degrees. ing. This virtual destination can also be set individually for each positioning device.
[0027]
The automatic guided vehicle 5 determines a travel line 1b for traveling toward the set coordinates of the virtual destination 1a, sets necessary travel parameters (steering angle, speed, etc.), and starts traveling. While traveling, the wireless communication with the positioning device 1 remains connected, and the sound wave and radio wave transmission instructions are appropriately given to the positioning device 1 to calculate the distance and the vehicle body angle with the virtual destination 1a that changes every moment. Be controlled. At this time, referring to the detection signal from the geomagnetic detector 22 for obtaining the vehicle body azimuth, the rotational speed of the wheels 11 and 12, information such as the distance and angle from the positioning device 1 or the virtual destination 1a, etc. The automatic guided vehicle 5 is controlled so as not to deviate from the travel line 1b by correction or correction. Also, the obstacle detection sensors 23, 24, and 25 are also operated, and when there is an obstacle on the travel line 1b, travel control such as travel stop or avoidance is performed.
[0028]
When the distance to the virtual destination 1a is within a predetermined distance, for example, 1 m while being travel controlled in this way, the wireless communication with the positioning device 1 is disconnected and wireless communication with the next positioning device 2 is performed. Connecting. Then, in the same manner as described above, the coordinates of the virtual destination 2a related to the next positioning device 2 are calculated, the determination of the travel line 2b toward the same and the necessary travel parameters are set, and the same travel as described above Drive with control. When these procedures are repeated and the final virtual destination 4a of the positioning device 4 is reached, the travel control is terminated and stopped.
[0029]
The automatic guided vehicle is equipped with devices that detect the rotation speed, acceleration, and angular velocity of the wheels, and the direction and the geomagnetism obtained by the estimation are estimated by estimating the direction of the vehicle from its information. When there is a large difference in the direction detected by the detector, a) the vehicle continues to run for a predetermined time, b) when there is regularity in the amount of deviation between the two per predetermined time, the direction value is deviated, c ) Or when there is no regularity in the amount of deviation between the two per predetermined time, it is determined that the detected value of the geomagnetism is incorrect, d) after a large deviation, if the amount of deviation does not change, the vehicle is instantaneously caused by external force Control such as determining that the direction of the vehicle has changed may be performed during traveling. In this case, the automatic guided vehicle may be temporarily stopped or slowed down, and the geomagnetic detector may be rotated 360 degrees or more in the meantime to detect a value from which disturbance has been removed, and compared with the direction obtained by the above-described estimation.
[0030]
Further, when the obstacle detection sensor detects an obstacle on the way of the automatic guided vehicle to the virtual destination A, for example, a point that is a predetermined amount away from the point at which the obstacle is not detected is set as a new virtual destination A ′. When the vehicle reaches the virtual destination A ′, control may be performed while the vehicle is traveling toward the virtual destination A that was heading before the obstacle detection.
[0031]
Next, the change of the virtual destination for avoiding the interference with the positioning device when the automatic guided vehicle 5 patrols along the virtual destination will be described with reference to FIGS.
[0032]
As shown in FIG. 5A, for example, three positioning devices 1, 2, and 3 are arranged so as to be substantially perpendicular, and the right side of the positioning devices 1, 2, and 3 is made to travel inward on the right side. In this case, the virtual destination 2a of the positioning device 2 that makes the second rounding is set, for example, on the right side with respect to the line connecting the positioning devices 1, 2, and 3, for example, at an angle of 45 degrees. Interference is avoided, but if the right side of the positioning devices 1, 2, and 3 are arranged in the same order at right angles as shown in FIG. If the destination 2a is set in the direction of an angle of 45 degrees on the right side with respect to the line connected to the positioning device 1 in the same manner as in FIG. 5A, it interferes with the positioning device 2. In this case, as shown in the drawing, it is possible to avoid interference with the positioning device 2 by traveling further toward the next virtual destination 3a by traveling a predetermined distance B further from the virtual destination 2a. As described above, a positioning device that may interfere due to the positional relationship between the positioning devices may travel to the next virtual destination after traveling a predetermined distance from the virtual destination.
[0033]
As for other changing methods, as shown in FIG. 6, for example, in the direction of an angle of 135 degrees on the right side with respect to the line connecting the virtual destination 2 a of the positioning device 2 that circulates with the positioning device 1. If the setting is changed, interference with the positioning device 2 can be avoided. In this way, it is possible to avoid interference by changing the setting of the virtual destination angle and distance of the positioning device that may cause interference from the positional relationship of each positioning device without fixing all the virtual destination settings. May be.
[0034]
As described above, the automatic guided vehicle 5 sequentially determines a traveling line while sequentially obtaining a relative position with any one of a plurality of positioning devices arranged in a scattered manner in the traveling environment, Patrol the destination. Therefore, the traveling course of the automatic guided vehicle 5 can be set only by arranging the positioning device along the course to be traveled. In addition, the correction and change of the traveling course is simple because it is only necessary to change the arrangement of the positioning device. When a complicated traveling course is set, the number of positioning devices only needs to be increased.
[0035]
Further, as means for obtaining the relative position of the automatic guided vehicle with the positioning device, means for wirelessly communicating with the automatic guided vehicle (wireless communication device 8) and means for transmitting radio waves and sound waves (sonic wave transmitter 6) to each positioning device. , An infrared transmitter 7), a means for wirelessly communicating with these positioning devices (wireless communication device 19) in the automatic guided vehicle, and a means for receiving radio waves and sound waves transmitted from the positioning device (sound wave receiver 16). , 17, infrared receiver 18), and means (control device 15 for automatic guided vehicle 5) for calculating the distance and direction from the reception arrival time difference to the positioning device and determining the relative position of the automatic guided vehicle Since it has a simple configuration, it is an inexpensive autonomous traveling system for automatic guided vehicles.
[0036]
Furthermore, since this positioning device is portable, it is easy to arrange and change the positioning device on the running course, and to make the automated guided vehicle follow the person carrying the positioning device and other vehicles. Is possible. Therefore, if the automatic traveling vehicle is stored in the automatic traveling vehicle following the traveling course, the course once taught can be autonomously traveled without a positioning device. When there is a complicated route, the number of positioning devices to be arranged can be reduced by storing this route.
[0037]
In addition, the automatic guided vehicle can specify the positioning device even if a plurality of signals are mixed by instructing only a specific positioning device to transmit radio waves and sound waves. ), It is easy to correct the position of the automatic guided vehicle.
[0038]
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. There are various methods for obtaining a relative position with a plurality of positioning devices that are arranged scattered in the traveling environment of the automatic guided vehicle, and the method is not limited to those using sound waves and radio waves as in the above embodiments. . In the above embodiment, the virtual destination is set on the right side of the positioning device. However, the virtual destination can be set on the left side, as well as the virtual destination setting (right or left) for each positioning device. It is also possible to change the angle, distance, etc.).
[0039]
【The invention's effect】
According to the autonomous traveling system of the automatic guided vehicle according to the present invention, the automatic traveling system of the automatic guided vehicle has means for obtaining a relative position with a plurality of positioning devices that are arranged in a traveling environment of the automatic guided vehicle, Since each positioning device is circulated while specifying the relative position of the transport vehicle in order, simply by positioning the positioning device along the course you want to travel, you can set the travel line of the automated guided vehicle and change it easily It is. Therefore, it is not necessary to lay a magnetic tape or the like on a floor running line such as a magnetic induction system, and it is an autonomous traveling system for an automated guided vehicle that is less expensive than a laser induction system or a gyro induction system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an autonomous traveling system for an automated guided vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a positioning device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an automatic guided vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a method for calculating the relative position of the automatic guided vehicle with respect to the positioning device.
FIG. 5 is a diagram illustrating a change in a travel line for avoiding interference with a positioning device when an automated guided vehicle patrols along a virtual destination.
FIG. 6 is a diagram illustrating a change of a virtual destination for avoiding interference with a positioning device when an automated guided vehicle patrols along the virtual destination.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3, 4 Positioning devices 1a, 2a, 3a, 4a Virtual destinations 1b, 2b, 3b, 4b Traveling line 5 Automated guided vehicle 6 Sonic wave transmitter 7 Infrared receiver 8 Wireless communication device 9 Control device 10 Rotary switch 11, 12 Wheels 13, 14 Motor 15 Control device 16 Sound wave receiver 17 Sound wave receiver 18 Infrared receiver 19 Wireless communication device 20 Infrared ray 21 Sound wave 22 Geomagnetic detectors 23, 24, 25 Obstacle detection sensor
